汶川地震 研究及地震預測探討
不詳 ?佚名 ? 2009年06月01日 ? ?人物聚焦
光陰荏苒，2008年5月12日14時28分發(fā)生的汶川大地震帶來的悲痛逐漸遠去，但留給我們的防震抗災、災后重建工作依然艱巨。在汶川大地震一周年之際，本刊記者就汶川地震研究及地震預測等問題采訪了我國著名地球物理學家滕吉文院士，以期在更深層次上認識汶川地震形成的原因，了解防震抗災工作在我們生活中的重要意義和這一科學領域在未來發(fā)展中的導向。
記者：滕院士，您好！汶川地震過去一年了，首先請您從科學角度談一下汶川地震對我們有哪些啟示？
滕吉文：汶川大地震的發(fā)生，確實令人震驚和悲痛，故應當成為我們在地震災害的預測和防震、抗震征途上更加刻苦奮進的動力，也促使所有地震科技工作者在地震預測的艱難征途上刻苦奮進，不斷去尋找切入點，深入研究，不斷逼近地震預測的“彼岸”。與此同時，我們還必須不斷深化認識地震成因，進而在預測的基礎上，強化防震、抗震意識，最大限度地減少地震給人類帶來的災難。
記者：我們知道，汶川大地震發(fā)生之后，您對本次地震的“孕育”、發(fā)生和發(fā)展過程做了大量研究，那么此次地震的形成原因是什么呢？
滕吉文：做了大量工作談不上，但作為一個地球物理學家，又是國務院汶川地震專家委員會的成員，我是在努力，從內(nèi)心確實想為這次大地震盡自己的薄力。我們知道，汶川大地震不同于一般的地震，它是發(fā)生在一條地質(zhì)構造和GPS變形測量近期并不顯著活動（相對于短、臨地震預測）的龍門山構造帶上，造成了以汶川縣映秀鎮(zhèn)為中心及其周圍地域的嚴重破壞和人員的重大傷亡。然而強烈地震發(fā)生前卻未見確切的能判別與這次大地震有因果關系的征兆或淺表層的異常活動，即淺層過程與地震發(fā)生的深層過程并不匹配。為此就迫使我們必須對這次地震的“孕育”、發(fā)生和發(fā)展的深層過程進行分析和探討。初步研究表明：第一，在印度洋板塊與歐亞板塊陸—陸碰撞、擠壓作用下，喜馬拉雅造山帶東構造結向NNE方向頂擠、楔入青藏高原東北緣，迫使高原東部物質(zhì)向東流展，在受到以龍門山為西北邊緣的四川盆地阻隔下，一部分物質(zhì)則轉(zhuǎn)而向東南側向運移；第二，龍門山地帶在地形上高差達3500±500m左右，地殼厚度在龍門山西北部為60±5km左右，四川盆地為40±5km左右，而龍門山地帶則是與其西北、東南兩側相比，其變化幅度可達15～20km的突變地域，且向東南逐漸整體減薄和抬升，即為應力作用的耦合地帶；第三，中、下地殼和地幔蓋層物質(zhì)以地殼低速層、低阻層（深20～25km）為第一滑移面，以上地幔軟流層頂面為第二滑移面，且在四川盆地深部“剛性”物質(zhì)阻隔下，以高角度在龍門山斷裂系和四川盆地的耦合地帶向上運移（或稱逆沖），且在龍門山地表三條斷裂構成的斷裂系向下延伸到15±5km左右深處匯聚，上、下運移的二者強烈碰撞、擠壓，震源介質(zhì)強烈破裂，且在物質(zhì)與能量的強烈交換下，應力得到釋放，故形成了這次大地震。
記者：那么請問滕院士，對汶川大地震的研究取得了哪些創(chuàng)新成果？其成果對于未來的地震預測研究有何積極作用？
滕吉文：通過對汶川大地震的深入研究，我們清晰地認識到汶川地震“孕育”、發(fā)生和發(fā)展過程不是由于地表斷裂活動和表皮推覆造成的，而是由于地殼深部物質(zhì)運移的原因造成的。為此，對地震的研究，特別是強烈地震的研究，必須集中于在力源作用下震源區(qū)和其周邊地帶物質(zhì)的重新分異、調(diào)整和深部物質(zhì)與能量的交換，且必須十分重視其深層物理—力學過程和動力學響應。
因此，越過地平線去“撫摸”地震震源區(qū)及其周邊地域介質(zhì)與結構的“脈搏”，把握其介質(zhì)的微破裂和“破裂鏈”的逐步形成與地震“孕育”、發(fā)生發(fā)展的介質(zhì)和結構的深部環(huán)境，以逐步向地震發(fā)生時間和地點的短、臨預測逼近乃是十分重要的。
這里還要說明一點，因為地震的“孕育”、發(fā)生和發(fā)展是一個震源體積，真正的發(fā)震斷裂是龍門山斷裂系三條斷裂以不同角度西傾、并向深部匯聚、與深部下地殼和上地幔蓋層物質(zhì)向上運動，這二者在15±5km處強烈碰撞而構成的這條斷裂帶。顯然將投影在地表的震中位置與某條斷裂相近而將這條相近的斷裂視為發(fā)震斷裂是欠妥的。這就是說發(fā)震斷裂應是深部15±5km處的這條匯聚斷裂帶。因此不論是主震，還是4萬多次余震的震源深度均為15±5km。
記者：就目前而言，地震預測處于一個什么樣的發(fā)展情況呢？
滕吉文：地震學家把地震預測定義為：同時給出未來地震發(fā)生的位置、大小、時間和概率4種參數(shù)，每種參數(shù)的誤差均應小于或等于一定的范圍。地震預測通常分為長期預測、中期預測、短期預測和臨震預測，在我國，以數(shù)年至10年、20年為長期；1年至數(shù)年為中期；數(shù)月為短期；數(shù)日至十幾日為臨震。這就是說地震預測必須給出時間、地點和大小。例如，若有人提出在中國大陸和臨近海域近年將會發(fā)生7級或大于7級的強烈地震，當然也是有意義的，可是政府部門很難發(fā)出地震預報。
就目前來看，地震預測既是一個亟待攻克的世界性難題，又是一個亟待實施的防震抗災工程。地震的“孕育”、發(fā)生和發(fā)展受到眾多要素的制約，而且每一次地震都有其本身的特點和深層動力過程。為此，給地震的預測帶來了眾多的未知數(shù)。我國地震科學工作者在防震抗災工作上的確付出了艱苦勞動，曾成功預報了海城強烈地震，在世界地震預測工作中走在了前列。但是仍然具有一定的經(jīng)驗性，而非物理預測。
記者：我們都知道地震預測很難，它主要難在哪里呢？請滕院士給廣大讀者詳細介紹一下有關知識。
滕吉文：20世紀下半葉以來，在我國（包括臺灣島）曾發(fā)生了多次強烈地震：1966年邢臺地震、1975年海城地震、1976年唐山地震……災害一次次發(fā)生，但是基于地震預測的艱難，人類尚無力阻擋。盡管地震預測目前已有一些理論模型，但是這與地震發(fā)生的實際情況還有很大差距。地震預測的困難，在于至今人們尚不能真正厘定不同類型、不同地域所發(fā)生強烈地震的規(guī)律或標志，尚難于“撫摸”地震震源處介質(zhì)與結構的“脈搏”，即難于早期知道地震發(fā)生前的破裂過程及其鄰域的狀態(tài)，并且對其物理—力學過程和動力學響應幾乎一無所知。地震預測的困難主要表現(xiàn)為三個方面：
一是入地難，即深入到地球震源深處很難。迄今最深的鉆井是前蘇聯(lián)科拉半島的超深鉆井，達12.2公里，這與地球平均半徑6370公里相比還是很小的“表皮”，即還是不能直接對震源處的活動進行觀測，而通過地球物理方法精確探測地震活動區(qū)的深部介質(zhì)與結構環(huán)境及其介質(zhì)與結構的屬性，對預測未來地震發(fā)生的地點確有著極為重要的意義。
若能在強烈地震活動區(qū)布設深鉆井，在井中放置高精度的儀器，以測量地震“孕育”、發(fā)生和發(fā)展的深層破裂過程，確實具有重要意義。由于地震發(fā)生的周期是很長的，這就必須幾年如一日，幾十年如一日，乃至幾百年如一日地堅持觀測和采集數(shù)據(jù)，即連續(xù)地進行觀測方能奏效。
二是大地震發(fā)生的周期很長，并非常常發(fā)生。大地震的復發(fā)時間比人的壽命、比有現(xiàn)代儀器觀測以來的時間長得多，限制了作為一門觀測科學的地震學在對現(xiàn)象的觀測和對經(jīng)驗規(guī)律的認識上的進展。迄今對大地震發(fā)生之前的前兆現(xiàn)象研究仍然處于對各個震例進行總結、分析和探索階段，尚缺乏建立地震發(fā)生的理論所必需的切實可靠的經(jīng)驗規(guī)律，而經(jīng)驗規(guī)律的總結概括以及理論的建立驗證卻都由于大地震的發(fā)生（特別是重復再現(xiàn)是一種稀少的，即非頻發(fā)事件）而在認識上和規(guī)律的厘定上受到很大限制。
三是地震“孕育”、發(fā)生和發(fā)展的物理過程和動力機制的復雜性。強烈地震往往發(fā)生于極為復雜的深部介質(zhì)和構造環(huán)境之中，它是一種自然現(xiàn)象，地震發(fā)生的過程是高度不均勻的、各向異性的和非線性的，它的確是一個十分復雜的深層動力過程。地震前兆現(xiàn)象的多樣性、復雜性和多變性可能與地震震源區(qū)介質(zhì)與構造環(huán)境的復雜性以及地震“孕育”過程的高度不均勻性、各向異性和非線性密切相關。
記者：地震預測如此困難，我們應該如何提高防震抗災能力？如何提高地震預測能力？
滕吉文：在對地震預測的不斷探索進程中，強化防震、抗災乃當務之急。地震預測和防震、抗震必須并行，即實施“雙軌制”，才能最大限度地減少人員傷亡、重大破壞和經(jīng)濟損失。實現(xiàn)地震預測的科學途徑主要包括：依靠科技進步和科學家的刻苦奮進；加強對地震及其前兆的判別、厘定、觀測和真實規(guī)律的識別；堅持地震預測科學實驗，即地震預測試驗場和井下破裂效應的長期觀測；加強強烈地震孕育、發(fā)生和發(fā)展的深部精細介質(zhì)和構造環(huán)境與深層動力過程的研究；多元可靠信息的集成和高層次的有機綜合研究；加強國內(nèi)合作與國際合作，加強高新科學技術的應用。
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